基于四元数的机械手姿态定向控制

• 作者: 彭勇刚 江沛 韦巍 项基 黄水华
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 定向控制 姿态控制 四元数 机器人运动学
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 电气工程
• 页码范围: 173-179,192
• 页数: 8页
• 分类号: TP241
• 字数: 5170字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2016.01.025

摘要

为了有效利用机械手关节自由度,提出机械手的姿态定向控制方法,即保持机械手末端朝向,而允许工具绕某一朝向轴的旋转自运动.四元数法在姿态控制上不存在奇异点,因而采用四元数的方法,实现机械手的姿态定向控制.通过构建姿态定向误差的四元数表述形式,引入姿态定向误差反馈,构造李雅普诺夫函数,证明了其全局稳定性.采用定向控制后,机械手由原先的六维度控制任务转变为五维,从而多出一个冗余度,可以用于提高机械手在避免关节限位、奇异点以及提升可操作度等方面的能力.实验证明,采用该方法能够良好地实现姿态定向误差收敛,验证了理论上的稳定性证明,获得比姿态定位控制更好的运行效果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	韦巍	浙江大学电气工程学院	149	1731	22.0	36.0
2	项基	浙江大学电气工程学院	19	138	5.0	11.0
3	彭勇刚	浙江大学电气工程学院	35	508	12.0	22.0
4	黄水华	浙江大学电气工程学院	2	5	1.0	2.0
5	江沛	浙江大学电气工程学院	2	5	1.0	2.0